JP2018517663A - ミクロゲル粒子 - Google Patents

Abstract

本発明はミクロゲル粒子、その調製工程およびそれを含む医薬組成物に関する。

Description

本発明はミクロゲル粒子、その調製工程およびそれを含む医薬組成物に関する。

医薬品有効成分（以降、ＡＰＩと略記）の経口送達は、製薬技術における重要な研究分野である。局所作用型ＡＰＩが治療作用部位へ向かう途中ならびに全身暴露化合物が薬物吸収部位へ向かう途中で、いくつかの障壁によりＡＰＩの生物学的利用率が損なわれる。最初の障壁は、胃腸管、特に胃中の過酷な条件下における多くのＡＰＩの腔内不安定性である。したがって、ＡＰＩを損なわれないままで吸収または局所作用部位に運ぶために、送達系は酸性障壁および酵素障壁に耐える必要がある。別の実質的な障害は、胃壁を通る浸透ステップである。特に、大きな分子は、かさばりすぎるため、腸壁を通って受動的に吸収され得ない。傍細胞輸送、経細胞輸送またはＭ細胞による取込などの他の吸収手段を使用する必要があろう。一部のＡＰＩは、胃腸管腔中、粘膜中で局所的治療作用を有し、上皮細胞により産生された特異的細胞受容体またはサイトカインに結合する。これらの場合には、胃腸粘膜を介した全身暴露に関連する障害は、局所的に作用する大きな分子にとって有益である。両方の状況、すなわち、全身暴露または局所的に作用するＡＰＩでは、共通課題は、それらの生物活性を損なうことなく、作用部位にそれらを送達することである。

経口投与後に、胃腸管内でＡＰＩを保護し、その作用部位に送達するために、種々の選択肢の内で、脂質系薬物送達について想起することができる。しかし、標準的脂質系は、胃の特定の領域を標的にできない。さらに、技術的課題の１つは、多くのＡＰＩにとって水性環境が必要となるはずであるということである。親水性微小環境は、逆ミクロエマルションまたはリポソームにより得られる可能性がある。リポソームまたはＷ／Ｏマイクロエマルションを使用することの基本的問題は、胃腸管中での希釈時に相変化が起こり、コロイドの不安定化が生ずることである。さらに、これらの脂質系配合物は、リポソームおよび他のリン脂質系を分解するホスホリパーゼＡ２を含む親油性酵素により消化される。したがって、薬物封入用のより安定性の高い親水性コンパートメントが望まれる。

親水性コンパートメント中にＡＰＩを封入するための１つの選択肢は、マイクロカプセル化である。マイクロスフェアおよびマイクロカプセルの作製のための多くの異なる技術が記載されている。これらの技術に関する概説は、Ｍ．Ｗｈｅｌｅｈａｎ，ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ，２０１１；２８（８）：６６９−６８８に記載されている。振動ノズル技術は、マイクロスフェアおよびマイクロカプセルの作製に広く使用されている方法である。この技術は、例えば、国際公開第２００９／１３０２２５号ならびにＭ．Ｈｏｍａｒ，ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ，Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２００７；２４（１）：７２−８１，Ｃ．−Ｙ．Ｙｕ，ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ，２０１０；２７（２）：１７１−１７７，Ｈ．Ｂｒａｎｄｅｎｂｅｒｇｅｒ，ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ６３（１９９８）７３−８０およびＧ．Ａｕｒｉｅｍｍａ，ｅｔ ａｌ．，Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ９２（２０１３）３６７−３７３に開示されている。

既知の方法で得られたマイクロスフェアおよびマイクロカプセルは、ゲル内にカプセル化されたＡＰＩを含む。このようなゲルは、例えば、胃中などの過酷な化学的条件下でも安定に存在でき、したがって、ゲルが分解されてＡＰＩが放出されるまでの一定の期間にわたりＡＰＩを保護できる。しかし、ゲルの分解が急速となり、ＡＰＩの放出を所望のように調整するのが困難になる場合がある。さらに、ゲルは、酵素消化に対して、わずかな保護しか提供しない場合が多い。

別の薬物送達系として、ナノチューブの使用が提案されている（Ｐｒｉｃｅ Ｒ．Ｒ．，ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ２００１；１８（６）：７１３−２２）。ナノチューブは、それらの管腔内にＡＰＩを貯蔵するまたはそれらの表面上に化合物を吸着する能力を示した。チューブの充填効率を高めるために、またはこの系の放出特性を調節するために、腔内および表面への付加および修飾の両方が提案されてきた。これらの修飾の多くは、Ｌｉｕ Ｍ．，ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏｇ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．２０１４；３９（８）：１４９８−５２５で概説されている。しかし、ナノチューブからのＡＰＩの放出は通常、急速であり、ＡＰＩを充填したナノチューブも同様に、例えば、酵素消化に対するＡＰＩの適切な保護を提供しない。

したがって、上記問題を克服する改善された薬物送達系に対するニーズが未だに存在する。特に、投与後に、酵素消化に対し、特に胃腸管に沿った酵素消化に対しＡＰＩを効率的に保護し、標準的技術で容易に調製でき、薬物送達系を含む製剤からのＡＰＩの放出プロファイルの調整を可能とする薬物送達系に対するニーズが存在する。

驚くべきことに、最近、ＡＰＩを充填したナノチューブをミクロゲル粒子中に組み込むことにより、上記問題を解決できることが明らかとなった。本発明者らは、ミクロゲル粒子のゲル形成ポリマーとナノチューブとの間の相乗的相互作用が存在し、これがＡＰＩに対する酵素消化からの保護を大きく高めることを発見した。さらに、ミクロゲル粒子のゲル形成ポリマーとナノチューブとの間の相互作用により、特定のＡＰＩ放出がもたらされ、この放出は、所望の放出プロファイルを示すミクロゲル粒子を提供するように調整できることが明らかとなった。

したがって、本発明は、医薬品有効成分を充填したナノチューブを含むミクロゲル粒子に関する。

本発明においては、「ミクロゲル粒子」は、ゲル（ミクロゲル）から形成されたマイクロパーティクルを意味する。ミクロゲル粒子は、振動ノズル技術（プリリング造粒法）により得られるものが好ましい。

本発明のミクロゲル粒子は、ＡＰＩをその薬理作用の部位または経口投与時の吸収部位に送達するのに好適する。それにより、ミクロゲル粒子はＡＰＩを、例えば、酵素消化／分解に対し保護し、ミクロゲル粒子中のポリマーは、ＡＰＩの局所作用または全身吸収をさらに促進するために、例えば、粘膜付着を可能とするように選択できる。

ミクロゲル粒子中に含まれるＡＰＩは、特定の生理化学的特性を有するものに限定されない。ＡＰＩは、親水性または疎水性であってよい。しかし、ミクロゲル粒子がポリマー水溶液を使って調製される場合は、ＡＰＩは親水性であるのが好ましい。ミクロゲル粒子は、純粋な形態または、例えば、ＡＰＩ含有ベシクルの形態の１種または複数のＡＰＩを含んでよい。本発明のミクロゲル粒子は、経口投与時に他の方法では薬理作用部位への輸送が困難なかさばったＡＰＩ分子に特に好適する。特に、かさばったＡＰＩに対しては、胃腸管を通る輸送中に、生物活性を保存するための好ましい環境を維持するのが困難である。この問題は本発明によりうまく解決される。

さらなる利点は、ミクロゲル粒子の調製で、穏やかな条件が適用されることである。ＡＰＩは、液体の形態のままで残り、温度に依存する工程の必要はなく、さらに極めて低い剪断力が加えられる。

さらに、医薬用タンパク質およびペプチドは、重要な治療薬の部類に入るようになってきている。しかし、それらは、大きな分子量およびサイズのために、種々の粘膜表面および生体膜に対する浸透特性が不十分である。さらに、それらの固有の化学的・物理的不安定性も、経口送達に付随する低い生物学的利用率を生ずる原因となっている。本発明のミクロゲル粒子のさらなる利点は通常、親水性環境を提供するので、通常は同様に親水性であるタンパク質およびペプチドがナノチューブ中にまたはその上に充填でき、その後、容易にミクロゲル粒子中に溶解し得るために、標的部位で容易に利用可能となることである。さらに、ミクロゲル粒子は、胃腸管環境からペプチドおよびタンパク質をうまく保護できる。したがって、タンパク質およびペプチドは、本発明のミクロゲル粒子中の好ましいＡＰＩである。

ミクロゲル粒子は、粒子全体がナノチューブのマトリックスを形成するゲル状ポリマーを含むビーズの形態またはナノチューブを含むコアおよびゲル状ポリマーから形成されたシェルを含むマイクロカプセルの形態であってよい。

ミクロゲル粒子は任意の好適なサイズであってよい。粒子のサイズは、例えば、１〜２，０００μｍ、好ましくは、１０〜２，０００μｍまたは２０〜２，０００μｍの範囲、より好ましくは、５０〜１，０００μｍの範囲、およびさらにより好ましくは、８０〜５００μｍの範囲であってよい。一実施形態では、９０パーセンタイルＤ_９０で表した粒度分布が、１０００μｍ未満、例えば、７００μｍ未満、好ましくは、５００μｍ未満であってよい。好ましくは、粒度分布Ｄ_９０は、１０μｍ超、より好ましくは、２０μｍ超である。粒度分布Ｄ_９０は、１０〜１０００μｍの範囲、好ましくは、１００〜７００μｍの範囲およびより好ましくは、２５０〜５００μｍの範囲であってよい。別の実施形態では、中央粒径Ｄ_５０で表した粒度分布が、１，０００μｍ未満、例えば、７００μｍ未満、好ましくは、５００μｍ未満であってよい。好ましくは、中央粒径Ｄ_５０は、１０μｍ超、より好ましくは、２０μｍ超である。中央粒径Ｄ_５０は、１０〜１，０００μｍの範囲、好ましくは、１００〜７００μｍの範囲およびより好ましくは、２５０〜５００μｍの範囲であってよい。好ましい実施形態では、粒度分布は、上記Ｄ_９０値およびＤ_５０値の両基準を満たす。

さらに、ミクロゲル粒子は任意の好適な形状であってよい。例えば、粒子は、球状または非球状の楕円形様であってよい。さらに、粒子は、赤血球に類似のドーナツ形であってよい。粒子形状は、最大フェレ径（最も遠く離れた２つの外周点を結ぶ線分）をフェレ等価長方形短辺（粒子と同じ面積を有する長方形の最短辺であり、その長辺は最大フェレ径と長さが等しい）で割った値である長短比により記述できる。好ましくは、粒子の長短比は、１．２７〜２．６０の範囲、より好ましくは、１．２７〜２．３０の範囲、およびさらにより好ましくは、１．６０〜２．２０の範囲である。

上述のミクロゲル粒子のサイズおよび形状は、Ｏｌｙｍｐｕｓ ＳＣ３０ディジタルカメラを備えたＯｌｙｍｐｕｓ ＣＫＸ４１ＳＦ顕微鏡を使って観察できる。種々の倍率で画像が取得され、粒子の形状が目視で検査される。ミクロゲルの粒子サイズおよび形状は、ＸＰＴ−Ｃ（ＰＳ−Ｐｒｏｚｅｓｓｔｅｃｈｎｉｋ ＧｍｂＨ，Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）を使って、動画像解析により評価される。ミクロゲルは、それらの硬化浴の懸濁液中で保持された後、近赤外光源の前に流される（ｎ＝１０００）。粒径は、検出される粒子と同じ面積を有するディスクの直径である、ワドルディスク径（Ｗａｄｄｌｅ ｄｉｓｋ ｄｉａｍｅｔｅｒ）によって表される。

ＡＰＩを充填したナノチューブの他に、ミクロゲル粒子は、ポリマーおよび好ましくはゲル化剤を含む。ポリマーは、胃腸管中の環境に対して効果的にＡＰＩを保護するために、ゲル状であることが必要である。好適なゲル形成ポリマーは、例えば、キトサン、キトサン誘導体、ポリアクリル酸、アルギネート、カラゲナン、アラビアゴム、ジェランガム、タンパク質、キサンタンガム、ゼラチン、寒天、ペクチン、ヒアルロン酸およびその塩である。これらのポリマーは、単独でまたはこれらのポリマーの２種以上を組み合わせて使用することができる。

好適なキトサン誘導体は、ヒドロキシル基および／またはアミノ基、好ましくはアミノ基が部分的または完全にアルキル化および／またはカルボキシアルキル化されていてもよい、アルキル化および／またはカルボキシアルキル化および／またはＰＥＧ化キトサンである。アルキル化および／またはカルボキシアルキル化キトサン中の好適な炭化水素基は、飽和、不飽和または芳香族炭化水素基、例えばアルキル基またはアルケニル基、特に１〜２４個、好ましくは１〜１０個、より好ましくは１〜６個の炭素原子を有するものである。芳香族炭化水素基としては、フェニル基が好適する。炭化水素基は、１個または複数の置換基、例えばヒドロキシル、アミノおよびカルボキシ基で置換されていてもよい。好ましいアルキル基はメチル基であり、好ましいカルボキシアルキル基はカルボキシメチル基である。他の適切な残基は、例えば、フタレート、スクシネートおよび脂肪酸エステル、例えばリノレートおよびオレエートである。キトサン誘導体として、Ｎ−トリメチルキトサンおよびカルボキシメチルキトサン（モノ−Ｎ−カルボキシメチル化キトサン）を例に挙げることができる。タンパク質としてはアルブミンおよび乳清タンパク質を例に挙げることができる。好ましいゲル形成ポリマーは、カルボキシメチルキトサンである。

ポリマーのゲル化は、ゲル化剤として２価および／または３価金属イオンの存在下で得られるのが好ましい。例えば、アルギン酸ナトリウムは、Ｃａ^２＋などの２価または３価金属イオンの存在下で、アルギン酸カルシウムの形成により、ゲル化する。

好適な２価金属イオンは、例えば、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋、Ｚｎ^２＋、Ｂａ^２＋およびＣｕ^２＋である。好適な３価金属イオンは、例えば、Ａｌ^３＋である。Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋およびＺｎ^２＋が好ましく、Ｃａ^２＋が最も好ましい。他の好適なゲル化剤は、例えば、トリポリホスフェート、クエン酸、フィチン酸およびグルタルアルデヒドである。２種以上のこれらのイオンまたは物質の混合物も使用してよい。イオンは、適切な塩（または、例えば、それらの水和物）、例えば、ＣａＣｌ_２またはその１種の水和物、例えば、ＣａＣｌ_２二水和物を組成物に溶解することによって非水性液体組成物、特に脂質組成物で提供される。

一部のポリマーは、例えば、イオン強度、温度またはｐＨの違いによってゲル化することができる。これらの場合は、ミクロゲル粒子にゲル化剤を含める必要はない。

ミクロゲル粒子は、さらなる成分、例えば、水、グリセロール、緩衝剤などを含有してよい。

ミクロゲル粒子は、ＡＰＩを充填したナノチューブを含む。任意の既知のナノチューブが好適するが、薬学的に許容可能なナノチューブが好ましい。好適なナノチューブの例は、炭素、窒化ホウ素、酸化チタン、金属硫化物、金属ハロゲン化物およびアルミノシリケートナノチューブである。金属硫化物ナノチューブとして、モリブデン、タングステンおよび銅硫化物ナノチューブが知られている。金属ハロゲン化物ナノチューブとしては、塩化ニッケル、塩化カドミウムおよびヨウ化カドミウムナノチューブが知られている。

本発明の好ましい実施形態では、ナノチューブは、アルミノシリケートナノチューブ、特に、ハロイサイトナノチューブである。ハロイサイトは、化学式Ａｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_５（ＯＨ）_４・２Ｈ_２Ｏの２層アルミノシリケートである。

市販のアルミノシリケートおよび特にハロイサイトナノチューブは、多少小さい内腔径を有し得る。したがって、管腔へのペプチドなどの高分子の充填を可能とするために、またはナノチューブの充填容量を増やすために、アルカリまたは酸エッチングによりナノチューブの内腔径を広げることが有利となり得る。

アルミノシリケートナノチューブなどのナノチューブのアルカリまたは酸エッチングは、Ｅ．Ａｂｄｕｌｌａｙｅｖ ｅｔ ａｌ．，ＡＣＳ ＮＡＮＯ，２０１２：６（８）７２１６−２６に記載のようにして実施することができる。例えば、硫酸などの酸の水溶液、または水酸化ナトリウムなどの塩基の水溶液を使って、ナノチューブをエッチングすることができる。酸または塩基の濃度は、要求に応じて当業者により選択でき、例えば、０．１〜３Ｍ、例えば、０．５、１．０または２．０Ｍであってよい。エッチングは、ナノチューブを所望の管腔拡大を得るのに十分な時間、酸またはアルカリ溶液中に分散させることにより実施できる。時間は、使用した酸または塩基、その分散濃度および温度に依存する。温度は、例えば、室温〜分散系の沸点、好ましくは、３０〜９０℃、より好ましくは、４０〜７０℃であってよい。時間は、５分〜１０時間、例えば、５分〜１２０分、好ましくは、１０分〜６０分の範囲であってよい。所望のエッチング程度が得られると、エッチングしたナノチューブは、例えば、濾過または遠心分離により、分散系から分離される。その後、エッチングされたナノチューブは洗浄および乾燥できる。

さらに、意外にも、アルカリまたは酸エッチングしたナノチューブは、ＡＰＩの酵素消化からの保護に特に好適し、ミクロゲル粒子形成ゲルとの強力な特異的相互作用を示すことが明らかになった。したがって、本発明の特に好ましい実施形態では、ミクロゲル粒子はアルカリまたは酸エッチングしたナノチューブ、好ましくは、アルカリまたは酸エッチングしたアルミノシリケートナノチューブ、より好ましくは、アルカリまたは酸エッチングしたハロイサイトナノチューブを含む。

ナノチューブのサイズは特に限定されず、要求に応じて選択できる。本発明の一実施形態では、ナノチューブは、０．１〜１５μｍ、好ましくは、０．１〜１０μｍ、より好ましくは、０．１〜１μｍ、例えば、１００〜７００ｎｍの平均長さを有することができる。ナノチューブの平均外径は、例えば、２０〜１００ｎｍ、好ましくは、２０〜７０ｎｍ、より好ましくは、２０〜４０ｎｍの範囲であってよい。平均管腔径は、ナノチューブの平均外径に依存し、いかなる場合でも、平均外径より小さくなければならない。好適な平均管腔径は、例えば、３〜９０ｎｍ、好ましくは、３〜５０ｎｍ、より好ましくは、３〜３０ｎｍ、例えば、５〜２５ｎｍの範囲である。

ナノ粒子へのＡＰＩの充填は、当業者に既知の技術で実施できる。例えば、ナノチューブをＡＰＩの溶液中に懸濁し、続けて、遠心分離を行って上澄を除去し、得られた試料を乾燥することができる。

本発明は上記多粒子含有薬物送達系を調製する工程にさらに関する。この工程は、
ａ）ゲル形成ポリマーと、医薬品有効成分を充填したナノチューブとの混合物を得るステップ、
ｂ）ステップａ）で得られた混合物を微小滴にするステップ、および
ｃ）ステップｂ）で得られた液体組成物中の微小滴をゲル化してミクロゲル粒子を形成するステップ、を含む。

上記工程のステップａ）では、ゲル形成ポリマーと、医薬品有効成分を充填したナノチューブが混合される。通常、この混合は水の存在下で実施され、ゲル形成ポリマーの溶液が形成される。ゲル形成ポリマーの量は特に限定されず、得られる溶液の粘度により決まる。粘度が高くなる場合には、混合物を微小滴にするのが困難となろう。したがって、低粘度溶液が好ましい。例えば、カルボキシメチルキトサンがゲル形成ポリマーとして使用される場合、溶液は、得られる混合物の総重量を基準に、１〜８重量％、好ましくは、２〜６重量％、最も好ましくは、約４重量％のゲル形成ポリマーを有利に含むことができる。また、溶液は２種以上のゲル形成ポリマーを含有できる。

混合物は、グリセロールなどのさらなる成分を含むことができる。グリセロールの量は、例えば、混合物の総重量を基準に、１〜７０重量％の範囲、好ましくは、２０〜７０重量％の範囲、より好ましくは、３０〜６０重量％の範囲、最も好ましくは、４０〜５５重量％の範囲であってよい。

さらなる好ましい実施形態では、混合物は、トリス（トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン）またはＰＢＳ（リン酸緩衝食塩水）などの１種または複数の緩衝剤をさらに含む。

上記工程のステップｂ）では、ステップａ）で得られた混合物が微小滴に形成される。微小滴の形成は、任意の当業者に既知の方法により実施できる。種々の方法が、例えば、Ｍ．Ｗｈｅｌｅｈａｎ，ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ，２０１１；２８（８）：６６９−６８８に記載されている。機械的技術が、医療用途のマイクロパーティクルの作製に最もよく使われるタイプの機構である。それらは、ノズルを通して押し出されたポリマー溶液から液滴を生成するという原理に基づいており、機械的手段（すなわち、切断または振動力）を使って機能し、オリフィスでの通常の滴下工程を促進するか、またはポリマーにより生成され、押し出された液体流をノズルを通過する際に分割する。液体分散系を液滴に形成し、その後ゲル粒子に変換するためのいくつかの主要な機械的技術は、同軸空気流、静電気押出、回転ディスク、ジェットカッティング、噴霧乾燥、振動ノズルおよびプリリング造粒法である。全てのこれらの方法は、当業者に既知であり、好適する装置は市販品として入手できる。本発明の工程では、ステップｂ）が振動ノズルまたはプリリング造粒法で実施されるのが好ましい。

上記工程のステップｃ）では、ステップｂ）で得られた微小滴がゲル化されて、ミクロゲル粒子が形成される。通常、液滴は、生成直後に、化学的架橋（例えば、グルタルアルデヒドを使ったキトサン）などのゲル化剤を使った化学的手段、コアセルベーション／沈殿（例えば、キトサン、ジェランガム、カラゲナンの混合物に対し、遷移温度またはｐＨなどの物理化学的性質を使って）またはイオンゲル化（例えば、キトサンまたはアルギネートと２価または３価の金属イオン）によりミクロゲル粒子（球体またはカプセル）として固化される。本発明の工程としては、イオンゲル化が好ましい。

ステップｃ）のゲル化は、液体組成物中で実施される。液体組成物は、水性または非水性であってよい。例えば、液体組成物は、エタノールなどのアルコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル（ＤＥＧＥＥ）および／または水を含んでよい。液体組成物は、２価または３価の金属イオンなどのゲル化剤をさらに含んでよい。さらに使用可能な成分は、フィラーおよび共溶媒である。

一実施形態では、本発明の工程は、液体組成物からミクロゲル粒子を分離するステップおよび必要に応じ乾燥してミクロゲル粒子を得るステップをさらに含む。分離および乾燥は、濾過、遠心分離、わずかに高い温度での乾燥、必要に応じて減圧下乾燥または凍結乾燥などの通常の方法により実施できる。分離と乾燥ステップの間で、得られたミクロゲル粒子を、例えば、水および／またはエタノールで洗浄できる。

本発明のミクロゲル粒子を医薬組成物として、または医薬組成物の調製のために使用できる。医薬組成物は、例えば、懸濁剤またはシロップ剤の形態の経口投与用であってよい。しかし、ミクロゲル粒子は、さらに処理して、カプセルなどの好適な単位剤形を得るのが好ましい。好適な医薬用カプセルは、例えば、ハードまたはソフトシェルカプセルである。好適なカプセル材料は、例えば、ゼラチン、ヒドロキシプロピルメチルセルロースおよびデンプンである。

ハロイサイトナノチューブ（左）およびＢＳＡ充填ハロイサイトナノチューブ（右）の透過電子顕微鏡像を示す。スケールバーは２００ｎｍである。 本発明に従って、エタノール中（左）およびジエチレングリコールモノメチルエーテル中（右）で形成されたミクロゲル粒子の光学顕微鏡像を示す。スケールバーは１ｍｍである。 ナノチューブ不含ミクロゲル粒子からの（丸記号および連続線；本発明によらないもの）；ハロイサイトナノチューブからの（三角記号および長い点線；本発明によらないもの）；およびＢＳＡ充填ナノチューブ含有ミクロゲル粒子からの（四角記号および点線；本発明による）ＢＳＡの放出プロファイルを示す。

本発明は以降で、実施例によりさらに例示するが、この実施例は、限定するものと解釈されることは意図されていない。

ナノチューブの腔内エッチング
ハロイサイトナノチューブ（ＨＮＴ）を、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｅ ＧｍｂＨ（Ｂｕｃｈｓ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から購入した。ＨＮＴを２Ｍの水酸化ナトリウム溶液中に１：１０の比率で懸濁することにより、アルカリ化学エッチングを使ってＨＮＴの管腔内径を広げた。この分散系を５０℃で５０分間、超音波処理した。ＨＮＴ試料を４０００ｒｐｍで１５分間遠心分離した。その後、上澄を除去し、４０ｍｌの脱塩水を加えた。続けて、脱塩水に代えて、ｐＨ６．８の酸緩衝食塩水（ＰＢＳ）を使って、遠心分離および洗浄の両ステップを３回反復した。最終の遠心分離および洗浄のステップを、脱塩水を使って反復した。塩基改質ＨＮＴ（ｂＨＮＴ）を１０５℃で重量変化が検出されなくなるまで乾燥した。塩基改質ＨＮＴ（ｂＨＮＴ）および非処理ＨＮＴ（ｎＨＮＴ）の両方を以降の実験で使用した。

ＢＳＨの充填
モデルＡＰＩとしてのウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）をＨＮＴに充填するために、１ｇのＨＮＴを、１０％（重量／体積）の濃度で１ｍｌのＢＳＡ溶液に加えた。試料をＩＫＡ（登録商標）Ｖｏｒｔｅｘ Ｇｅｎｉｕｓ３（Ｈｕｂｅｒ＆Ｃｏ．ＡＧ，Ｒｈｅｉｎａｃｈ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）で５分間混合した。その後、試料を室温，１００ｍｂａｒで真空チャンバに１分間入れた。懸濁液中およびナノチューブ管腔から空気を除去するために、このステップを２回繰り返した。次に、懸濁液を４０００ｒｐｍで１０分間遠心分離した。上澄みを除去後、新しい分割量の同じ濃度のＢＳＡ溶液を加え、充填工程を繰り返して、最高の充填効率を確保した。上澄みを再度除去すると、試料を真空オーブン中、４０℃で約２０時間乾燥した。

ＨＮＴおよびＢＳＡ充填ＨＮＴの透過電子顕微鏡像を図１に示す。

プリリング造粒法によるＮｉＭＯＳの形成
プリリング造粒法をＥｎｃａｐｓｕｌａｔｏｒ Ｂｉｏｔｅｃｈ（ＥｎｃａｐＢｉｏＳｙｓｔｅｍ ＡＧ（Ｇｒｅｉｆｅｎｓｅｅ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ））を使って実施した。４％（重量／体積；乾燥重量）のモノ−Ｎ−カルボキシメチルキトサン（ＭＣＣ）を含むポリマー溶液をｐＨ６．８のＰＢＳ中で調製した。この溶液を一晩撹拌して、ＭＣＣポリマー鎖の完全な溶解および水和を可能とした。その後、この溶液を、Ｗｈａｔｍａｎ（登録商標）ＧＦ／Ｄガラスマイクロファイバーフィルタ（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ ＡＧ，Ｇｌａｔｔｂｒｕｇｇ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）を通して真空濾過した。非処理および塩基改質の両方のＢＳＡ充填ＨＮＴを、ポリマー溶液（１：２０比）に加えた。その後、系を３０分間、十分に撹拌し、１２５μｍメッシュステンレス鋼ふるいを通して通篩し、ＨＮＴクラスターを分離した。３種の異なる硬化浴組成物を選択し、プリリング装置、すなわち、エタノール、ＤＥＧＥＥ、および水、から落下する液滴を集めた。無水塩化カルシウムを４％（重量／重量）の濃度まで加え、その塩が完全に溶解する迄撹拌した。Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｏｒ Ｂｉｏｔｅｃｈの取扱説明書に従って、ツイーン（登録商標）８０も、２％（重量／重量）の濃度までその溶液に加えて表面張力を下げた。

Ｏｍｎｉｆｉｘ（登録商標）シリンジ（Ｂ．Ｂｒａｕｎ Ｍｅｌｓｕｎｇｅｎ ＡＧ，Ｍｅｌｓｕｎｇｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）をＨＮＴ充填ポリマー溶液で満たし、プリリング装置に取り付けた。この溶液を３００μｍノズルを通して、１２．５ｍｌ／ｍｉｎ^−１の流速で注入した。振動を１２４０Ｈｚの周波数および９の振幅に設定した。液滴流を、２５００Ｖに帯電している電極リングを通過させた。７５ｍｌの硬化浴を備えた接地ビーカー中を約１３ｃｍ落下後、液滴を集めた。各バッチ毎に、合計量５ｇのポリマー溶液を造粒した。ＨＮＴ含有ミクロゲルは、硬化浴中に３０分間保持された。ｎＨＮＴ充填ミクロゲルをｎＮｉＭＯＳと名付け、ｂＨＮＴ含有のものをｂＮｉＭＯＳと呼んだ。「ブランク」ミクロゲル、すなわち、ＨＮＴ不含であるがＢＳＡを充填したミクロゲルを同じ設定で生成した。

ＮｉＭＯＳおよびブランクミクロゲルを１２５μｍメッシュステンレス鋼ふるいを通篩した。その後、全ミクロゲルを水、エタノールおよび再度水で洗浄した。ミクロゲルバッチをガラスオーブンＢ−５８５（Ｂｕｃｈｉ Ｌａｂｏｒｔｅｃｈｎｉｋ ＡＧ）中、４０℃、２０ｍｂａｒ真空下、２０ｒｐｍの回転数で３時間乾燥した。ミクロゲルを４℃の密封バイアル中で貯蔵した。

エタノールおよびＤＥＧＥＥ中で形成されたＮｉＭＯＳを図２に示す。

ＢＳＡ放出試験をｂＨＮＴ、ナノチューブなしでＢＳＨ含有ブランクミクロゲル、および異なるｂＮｉＭＯＳに対し実施した。これらの試料を１５ｍＬのＣｅｌｌｓｔａｒ（登録商標）チューブ（Ｇｒｅｉｎｅｒ Ｂｉｏ−Ｏｎｅ ＧｍｂＨ，Ｆｒｉｃｋｅｎｈａｕｓｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）中に移し、１０ｍＬのＰＢＳ、ｐＨ６．８を溶出溶媒として加えた。それぞれの試料を６回繰り返した。試験チューブをＭｕｌｔｉｔｒｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ震盪インキュベーター（Ｉｎｆｏｒｓ ＡＧ，Ｂｏｔｔｍｉｎｇｅｎ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）中に水平に置き、３７．０℃でインキュベートおよび２００ｒｐｍで震盪した。１００μＬの分割量を選択時点（５、１０、１５、３０、４５、６０、７５、９０、１０５、１２０、１５０、１８０、および２１０分）で採取した。最終分割量を平衡状態で２４時間後に採取した。それぞれの採取後、採取試料を１００μＬの新しい溶媒と置換した。試料を１４０００ｒｐｍで１０分間遠心分離した。タンパク質含量をＭｉｃｒｏ ＢＣＡ（登録商標）Ｐｒｏｔｅｉｎ Ａｓｓａｙ Ｋｉｔを使って製造業者の取扱説明書に従い評価した。

放出プロファイルを図３に示す。ブランクミクロゲルは、約９０％のＢＡＳが放出されるまで、ゆっくりとＢＳＡを放出することが認められる。この時間中、ミクロゲルはほぼ０次の放出動力学を示す。その後、１０５分後に、プラトー状態に達した。ＢＳＡ充填ＨＮＴでは、試料は、それらの内容物を急速に放出し（３０分で８０％超）、徐々にプラトーに到達する。予想外にも、ｂＮｉＭＯＳからのＢＳＡ放出に関して、異なる挙動が観察された。本発明によるこれらのミクロゲル粒子は、シグモイド型のＢＳＡ放出プロファイルを示した。最初の１５分間に、短時間の初期遅滞期が発生した。その後、１２０分後の８５％までほぼ直線的にＢＳＡが放出された。最終的に、プロファイルは、安定化し、ＢＳＡ充填ｂＨＮＴのものに一致した。放出プロファイルの差異は、ＡＰＩ充填ナノチューブ充填とミクロゲルとの間の強い相互作用を実証している。

本発明によるミクロゲル粒子が酵素消化に対しＡＰＩを保護する能力を試験した。

酵素消化をシミュレーションするために、ミクロゲルを、Ｍｕｌｔｉｔｒｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ震盪インキュベーター（Ｉｎｆｏｒｓ ＡＧ）を使って、トリプシン（５ｍｇ／ｍＬ^−１）含有ＰＢＳ、ｐＨ６．８中、２００ｒｐｍの撹拌下、３７℃でインキュベートした。１時間後、トリプシン阻害剤（５ｍｇ／ｍＬ^−１）を加えることにより、酵素消化を停止した。同じ温度および震盪下で４時間、ＢＳＡの放出を完結させた。トリプシン活性を評価するために、酵素消化の開始時にトリプシン阻害剤を加えることにより、ネガティブコントロールを調製した。その後、ドデシル硫酸ナトリウムゲル電気泳動法（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）により、試料を評価した。

この試験の結果を表１にまとめている。

ＢＳＡ充填ミクロゲルは、不十分なタンパク質の保護を示した。トリプシン消化に対する保護は、５％未満であった。非処理および塩基改質ＨＮＴは、それぞれ、４６％および５６％へと保護をかなり高めた。しかし、ｎＨＮＴを使ってＮｉＭＯＳを形成することにより、６２％のＢＳＡが無傷で残った。最終的に、マイクロカプセル化と組み合わせたハロイサイトナノチューブの腔内エッチング、すなわち、ｂＮｉＭＯＳ、は、最高値の８２％もの酵素消化からの保護を示した。これらの値の間の差異は、ＡＮＯＶＡ検定により統計的有意性が認められた。

Claims (14)

1. 医薬品有効成分を充填したナノチューブを含むミクロゲル粒子。
2. キトサン、キトサン誘導体、ポリアクリル酸、アルギネート、カラゲナン、アラビアゴム、ジェランガム、キサンタンガム、タンパク質、ゼラチン、寒天、ペクチン、ヒアルロン酸またはその塩からなる群より選択される少なくとも１種のゲル形成ポリマーを含む、請求項１に記載のミクロゲル粒子。
3. 前記ゲル形成ポリマーが、２価および／または３価の金属イオンの存在下でゲル化する、請求項２に記載のミクロゲル粒子。
4. 前記ナノチューブが、炭素、窒化ホウ素、酸化チタン、金属硫化物、金属ハロゲン化物またはアルミノシリケートナノチューブである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のミクロゲル粒子。
5. 前記ナノチューブが、ハロイサイトナノチューブである、請求項１〜４のいずれか１項に記載のミクロゲル粒子。
6. 前記ナノチューブが、アルカリまたは酸エッチングされたナノチューブである、請求項１〜５のいずれか１項に記載のミクロゲル粒子。
7. 前記ナノチューブが、０．１〜１５μｍの平均長さおよび２０〜１００ｎｍの平均外径を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のミクロゲル粒子。
8. 前記ナノチューブが、３〜４０ｎｍの平均管腔径を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のミクロゲル粒子。
9. １０００μｍ未満の粒度分布Ｄ_９０を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載のミクロゲル粒子。
10. ａ）ゲル形成ポリマーと、医薬品有効成分を充填したナノチューブとの混合物を得るステップ、ｂ）ステップａ）で得られた前記混合物を微小滴にするステップ、ｃ）ステップｂ）で得られた前記微小滴を液体組成物中でゲル化してミクロゲル粒子を形成するステップ、を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載のミクロゲル粒子の調製工程。
11. ステップｂ）が、振動ノズル技術またはプリリング造粒法を使って実施される、請求項１０に記載の工程。
12. 前記液体組成物からミクロゲル粒子を分離するステップをさらに含む、請求項１０または１１に記載の工程。
13. 請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の工程により得ることができるミクロゲル粒子。
14. 請求項１〜９または１３のいずれか１項に記載のミクロゲル粒子を含む医薬組成物。